航空設備的案例
FloTHERM在確保航空電子設備產品可靠性中的應用
FloTHERM在確保航空電子設備產品可靠性中的應用
一、設計挑戰
現代航空電子設備產品的功率與熱消耗量正日益增大，為確保該類設備產品的可靠性，設計出相應的冷卻系統已絕對成為當務之急。我們的首要設計目標是“重量最小化、空間最優化”，而熱管理是最為普遍的設計瓶頸。為了將可能導致失敗的因素減少到最低限度，無論何種情況，我們都避免使用散熱扇。因此，熱管理是設計最初階段最大的挑戰。
二、解決方案和益處
在制作成本高昂的樣機原型之前，Tecnobit公司的工程師采用FloTHERM進行穩態和瞬態熱流仿真并預測系統熱反應。這樣做的關鍵好處在于能節省大量時間與金錢，并且保證不會將時間浪費在創立不可實施的產品模型上。由于功能強大、便于使用，FloTHERM已經成功地在絕大多數熱電子工程師中樹立了良好的聲譽，成為Tecnobit的標準熱設計工具。此文中的插圖展示的是Tecnobit設計出的一種特殊機箱，該機箱能使航空電子設備產品被裝在一個縮減的空間內（最大尺寸約10公分）。該系統完全封閉，因此如何增強傳導、輻射以及與外層的自然對流使傳熱效率最大化就成為關鍵。就散熱方面而言，初步設計顯然不盡如人意。為強化電子元件與機箱壁之間的熱傳導，Tecnobit對機箱內部結構進行了改良。同時，為加強與外部環境的對流和輻射交換，Tecnobit還采用特殊的散熱片、噴沙處理和靜電噴涂技術改良機箱外層。所有的設計方案在無需建立樣機原的前提下進行評估，并且FloTHERM仿真技術能使我們在很短的時間內優化熱設計方案，并將元件交合點的溫度與初步設計相比降低40℃。
Tecombit航空電子設備機箱
三、客戶證言
“FloTHERM對我們極其重要，它幫助我們弄清楚、并優化在航空器內惡劣的條件下電子元器件與周邊環境間各種傳熱途徑和機制。
展開 2007航空電子設備維修研討會（AMC）第58屆年會
時間：2007年4月2日~5日
地點：美國亞利桑那州菲尼克斯市Hyatt Regency Phoenix
主辦單位：Honeywell
AMC會議簡介：
AMC是航空電子設備維修研討會的簡稱，它由Aeronautical Radio, Inc. (ARINC)公司主辦，是航空運輸產業的一件盛事。AMC的目標是通過交流技術信息提高航空電子設備地維修和保障技術，進而提高其可靠性、降低其維修費用。
2007 AMC征文通知：
AMC指導組將于2006年10月初開會討論AMC2007年會事宜，技術類文獻主題將在該會上審查。如果你希望自己的主題成為會議主題之一，請將你希望討論的題目和大綱寄給Samuel.Buckwalter。其截止日期為：2006年9月27日。AMC論文要求在線提交，論文格式可從網站下載。
重要日期：
論文提交截至日期: 2007年1月11日
AMC程序郵件通知日期： 2007年2月16日
Volare獎提名截止日期： 2007年2月19日
旅館預訂截至日期： 2007年3月10日
AMC最終程序郵件通知日期：2007年3月16日
網址：http://www.arinc.com/amc/upcoming/index.html
展開 看飛機的航空電子設備底盤散熱器悄然發生的變化
圖：一組歧管相互連接的熱交換器的透視圖，該歧管用于航空電子設備底盤。
圖：熱交換器的多組流動通道的格子單元體的透視圖。
圖：晶格電池體的一組流動通道的一部分的示意圖，具有雙曲線形狀。
根據3D科學谷的市場研究，Unison Industries所開發的這款熱交換器是設置在飛機的航空電子設備底盤中。不過其設計原理理論上可以在任何需要或利用熱交換器或對流熱傳遞的環境中具有普遍適用性，例如在飛機的渦輪發動機內。此外，還可以拓展到非飛機的應用領域，以及其他移動應用和非移動工業，商業和住宅應用。
其設計的核心理念是通過復雜的幾何形狀提供了多達50％或更多的散熱效率。此外，雙曲線，分叉和相互纏繞的幾何形狀提供更大的傳熱系數，不僅改善了熱交換器的效率，同時使壓力損失最小化并改善了傳熱系數。
無疑，3D打印是實現復雜形狀制造的絕佳技術。熱交換器可以通過增材制造來制造，例如直接金屬激光熔融技術或直接金屬激光燒結技術。通過增材制造可以快速準確地制造設計中的阻擋結構。此外，可以將阻塞結構圖案化為與特定熱交換器組件所需的一樣大或小。
類似地，通道的非水平取向可以在增材制造期間提供有效的粉末排空，并且可以最大化構造質量和最小化表面粗糙度。除此之外，還可以改善強度，格子結構或準格子結構在熱交換器內提供了改進的強度。另外，具有正交定向的多組分叉流動通道也為熱交換器提供了改進的結構完整性。
來源：3D科學谷
展開 滿足航空設備用電需求，微科模塊化數字電源新品亮相！
北京微科能創科技有限公司為適應航空設備用電需求，現推出全磚系列：5KW電流浪涌抑制器、 2KW DC/DC高壓電源產品和1.5KW、2.2KW三相有源功率因素校正模塊，及定制7KW三相有源功率因素校正模塊。全磚及定制方案具有：高可靠性，高功率密度，高效率。全數字化控制，魯棒性強等特點。
電流浪涌抑制器
WAS5000-270SP
（119×63.1×12.7,單位:mm）
（1）本產品應用在發電機帶大動態負載（負載電流波動量占發電機額定容量20%以上：如T/R組件等負載）的工況下，實時提供與動態負載波動電流相反的電流以中和發電機側電流的波動，起到電流浪涌抑制的功能，使發電機輸出電流中高頻諧波含量（400Hz以上）大幅減少，以降低發電機繞組電流諧波、穩定直流母線電壓。
（2）全數字化控制，具有過壓、過流和過溫保護、輸出并聯均流等功能，產品一致性好。
（3）采用屏蔽層的設計，具備更優異的EMC性能。
（4）具備軟啟動功能。
（5）具備CAN通訊總線，可更好的實現監控。
（6）應用靈活可接于負載側或者源側（發電機輸出的270V側），可工作于自主模式或協同模式，可靠性高，損壞可自行退出，不影響原電力系統工作。
展開 
熱仿真在航空器電子設備高空散熱方面的應用
（轉）
熱仿真幫助航空器電子設備在50,000英尺的高空實現散熱
Hybricon Inc.的高級工程師Michael Palis接受了來自一個國防部門的客戶的挑戰，該客戶要求其幫助他們對一個功率散耗約200瓦的ATR機箱進行散熱，使該設備能夠在50,000英尺的高空運行。Palis使用熱仿真評估了一系列的設計方案，重點關注散熱片的設計和風扇在高空中的性能。仿真幫助確定了幾種可以達到客戶的苛刻要求的備選設計方案。基于Palis的推薦，國防客戶建立了系統，性能幾乎與仿真預測結果完全一致。
幾十年前ATR系統的功率散耗通常為50至60瓦，而今則高達200瓦，這極大的增加了熱管理挑戰的難度。這樣的難度系數在高空條件下更大。50,000英尺高空的空氣密度僅相當于海平面空氣密度的1/8，意味著如果在這樣的高空對設備散熱，要達到與海平面條件下同樣的散熱效果，就必須將空氣的體積流量乘以系數8。
“我們采用了各種方法來應對這些挑戰，包括手算和流體仿真建模。不過到目前為止最有效的還是Flotherm，就是我們的熱仿真工具。”Hybricon Inc.的高級仿真工程師Michael Palis 說，“Flotherm為我們設計的全過程提供了詳盡的壓力、溫度及氣流的圖形信息分析，使我們能深切的知道該如何改進設計。”
Palis利用Flotherm的參數化設計功能幫助優化散熱片設計。他通過設定軟件來變換風扇的數量和厚度。隨后Flotherm軟件在設定的變化范圍內自動進行優化設計，全面仿真機箱內的流體速度和溫度。結果表明當風扇數量為21個時設計達到最優化。
仿真結果顯示優化的散熱片設計能夠符合35,000英尺高空的溫度要求，但達不到50,000英尺高空的要求。Palis將這一結果告訴客戶。
展開 案例分享 | 為復雜的航空電子設備提供高級熱仿真
TEN TECH LIC
https://www.tentechllc.com
成立: 2011
業務: 機械工程咨詢
董事長: Connie Yokogawa
地址: Los Angeles, CA (USA)
規模: 10 - 50 個員工
TEN TECH LLC是一家經過ITAR（國際武器貿易條例）注冊的機械工程咨詢公司，總部位于加利福尼亞州洛杉磯，在馬薩諸塞州比勒里卡提供機械設計、分析和測試服務，重點是航空航天和國防、科技電子和可再生能源的應用。
TEN TECH的機械設計部門專門從事消費級和加固型機電包裝、電磁干擾硬化和塑料零件設計。 其機械分析部門在結構動力學、CFD（計算流體動力學）、熱分析、振動聲學和氣動彈性方面提供專業知識，而物理測試部門則提供沖擊和振動、熱、聲學、鹽/霧、濕度和氣流測試服務 。 自2011年以來，TEN TECH一直是Software Cradle的高級用戶之一。
William Villers
Mr.William Villers是航空航天和國防工業屆有著25年經驗的資深人士，擁有法國馬賽地中海技術學院機械工程學博士學位（博士學位）。 他的專長是航空電子系統和底盤方面的結構動力學、沖擊、振動、流體動力學和機械系統的熱分析。Mr.Villers在歐洲和美國的主要工作的公司，包括Eurocopter，Aerospatiale和EDS，在工程和工程管理領域擁有不斷發展和成功的職業生涯。在職業生涯中，他一直參與并指導一些著名的航空航天和國防計劃的工程項目，其中包括NH90，Ariane 5，JPL MER＆MSL和JSF等。 作為TEN TECH LLC的執行合伙人，經常需要他的工程知識和專業經驗，來擔任課題專家的代表。
展開 案例分享 | Cradle CFD為復雜航空電子設備提供高級熱仿真
關于TENTECH LLC
TENTECH LLC是一家經過ITAR（國際武器貿易條例）注冊的機械工程咨詢公司，總部位于加利福尼亞州洛杉磯，在馬薩諸塞州比勒里卡提供機械設計、分析和測試服務，重點是航空航天和國防、科技電子和可再生能源的應用。
TEN TECH的機械設計部門專門從事消費級和加固型機電包裝、電磁干擾硬化和塑料零件設計。其機械分析部門在結構動力學、CFD（計算流體動力學）、熱分析、振動聲學和氣動彈性方面提供專業知識，而物理測試部門則提供沖擊和振動、熱、聲學、鹽/霧、濕度和氣流測試服務。自2011年以來，TEN TECH一直是Software Cradle的高級用戶之一。
展開 案例分享 | 為航空電子設備外殼仿真節省60％的時間
制造和供應航空航天組件和零部件，例如，飛機機身段、乘客地板、駕駛艙、尾錐、風扇罩、舷梯、貨艙門、滑蓋、水平穩定器、直升機機身、直升機機尾和直升機后機身。
公司的專業領域包括工程、設計、配置管理、減輕重量和應力、材料和工藝、鈑金加工、工業工程、制造和復合零件生產。
漢航（北京）科技有限公司-西工大航空學院“結構動力學聯合實驗室”揭牌和設備捐贈儀式成功舉行
2024年7月12日，“西工大航空學院-漢航（北京）科技有限公司結構動力學聯合實驗室”揭牌和設備捐贈儀式在西北工業大學友誼校區成功舉行。漢航公司聯合創始人李帥、西安代表處羅佳行，西工大航空學院黨委書記于輝，副院長李斌，結構動力學與控制研究所所長楊智春等教師代表和研究生代表出席會議。揭牌和設備捐贈儀式由李斌主持。
于輝代表航空學院致歡迎辭，對出席參加聯合實驗室簽約揭牌儀式的各位領導、專家表示歡迎。他指出，西北工業大學航空學院與漢航（北京）科技有限公司長期務實合作、攜手共進，共同致力于結構動力學領域國產自主測試系統的開發，正當其時；感謝漢航公司捐贈儀器設備，并設立論文獎學金，支持西北工業大學的教學科研事業發展；希望雙方進一步秉持互利共贏的理念，對接國家需求，進一步深入開展科研合作和人才聯合培養，推進航空領域結構動力學技術創新，為相關領域先進測試系統開發的自立自強貢獻應有的力量。
李帥介紹了漢航公司的發展現狀和目標。漢航公司致力于研發世界一流的力學、聲學、電子、光學測試和分析工業軟件及儀器平臺，努力創建世界一流工業軟件和儀器企業，立志成為中國結構動力學工業軟件和儀器的脊梁。聯合實驗室將為師生提供一流的研究設施和資源，為雙方的科學家、工程師和學生提供合作交流的平臺，并推動研究成果的轉化和應用。通過這種合作，西北工業大學航空學院和漢航將進一步提升航空結構動力學領域的研究能力和創新水平，期望為中國航空事業的發展做出更大的貢獻。
會議過程中李斌、李帥共同為聯合實驗室簽約，于輝、李帥為聯合實驗室揭牌，楊智春代表聯合實驗室接受儀器捐贈。隨后聯合實驗室開展技術交流座談，相關專家圍繞航空技術領域未來布局與方向展開深入交流研討，并共同為聯合實驗室的發展出謀劃策。
展開 Ansys 案例研究 | 電路板的模態分析
分析目標
本案例旨在通過規范的有限元分析流程，對一塊航空電子設備電路盒進行模態仿真，達成以下具體工程目標：
獲取動態特性參數：精確提取該 PCB 在既定約束條件下的前6階固有頻率（Natural Frequencies）及其對應的振型（Mode Shapes）。
識別共振風險：通過模態結果，明確 PCB 的敏感頻率區間，為評估其與外部環境振動（如風扇、發動機激勵）發生共振的可能性提供直接依據。
定位機械薄弱點：可視化分析各階振型，識別在振動中位移最大或應變能集中的區域（通常為大型器件、板邊或懸空部位），這些位置是潛在的焊點疲勞與元件損壞風險點。
建立優化基準：為后續的設計改進（如增加支撐、改變固定點、調整布局）提供可量化的對比基準，目標是提升 PCB 的首階固有頻率，避開關鍵激勵頻帶。
分析步驟
1.打開 Ansys Workbench, 創建一個 "模態分析"系統
2.定義材料屬性，包括碳化硅、PVC 等
3.導入航空電子設備電路盒的幾何圖形，如下圖所示
帶有航空電子設備外殼的電子電路板
4.將材料分配到幾何體上（默認材質為結構鋼）。對于鈑金部件，還需指定厚度（對于航空電子設備外殼 = 1 毫米，PCB 層 = 2 毫米）
5.確定外殼表面之間的連接關系，確定圍板與外殼之間的接觸情況
6.生成 2.5 毫米的網格尺寸，將元素階數設置為“二次”
7.在圍板上定義固定支撐。
展開 基于尺寸、拓撲優化的某航空部件減重設計
航空零件中，鈑金件的應用非常廣泛，其零件厚度因其毛料的原因，都有固定的數值，所以尺寸優化在航空零件設計中可以提供有效的指導意見，然后拓撲優化可以對航空鈑金件提供減重孔設計意見，本案例中，對某航空設備安裝支架進行了尺寸及拓撲優化，并且對優化結果用Catia進行還原。
液壓泵支架優化減重.pdf
冷噴涂金屬增材制造強勁增長，湖北超卓航空沖刺IPO
2）零部件生產制造
公司零部件生產制造業務主要包括航空緊固件和靶材兩類。航空緊固件生產制造業務的客戶為軍方下屬大修廠。公司須先取得軍品業務相關資質，并通過客戶的文件資質審核、樣品試制審核等程序。軍工企業對公司產品的技術、工藝、性能、質量進行評審，評審通過并獲得產品型號審定書后，與客戶簽訂合同并進行批量生產。公司靶材業務主要提供生產加工服務及技術咨詢服務。公司與客戶直接簽訂合同或訂單，根據客戶要求進行生產加工或提供技術咨詢服務。
（2）機載設備維修
1）軍用機載設備維修
公司軍用機載設備維修主要服務于軍方及軍方下屬大修廠。公司取得軍用航空維修資質以及不同機型、不同項目的維修能力并成為軍用航空單位合格供應商后，方具備向軍方提供軍用機載設備維修服務的條件。當軍方機載設備達到維修時壽、發生故障或軍方下屬大修廠需要機載設備維修服務時，軍方或軍方下屬大修廠根據其合格供應商目錄，選取擁有相關維修能力的維修供應商，結合其歷史維修周期、退修率、質保率等因素，最終決定送修企業。軍方將故障件發往公司，由公司完成修理、檢測合格后，返還客戶。根據軍品定價相關規定，國家對軍品價格實行統一管理、國家定價。國內軍方審價的一般流程為：生產單位編制并向國內軍方提交定價成本等報價資料；國內軍方組織審價、批復審定的價格并抄送軍方訂貨部門。一般而言，軍方單位通常在上、下半年組織一次集中審價。基于此，為保障軍方客戶損傷機載設備得到及時修復，公司部分軍機機載設備維修業務存在先提供維修服務、后簽訂業務合同的情形。
2）民航機載設備維修
公司民航機載設備維修主要服務于南方航空、中國國航等國內主要航空公司
及其子公司。公司在取得客戶訂單前，需取得民用航空維修資質，并針對不同機型的不同設備維修需求，取得相應的修理能力。
展開 Icepak分享
icepak_lib.rar
tutorials.rar
Icepak的應用領域
Icepak軟件廣泛應用于通訊、汽車及航空電子設備、電源設備，通用電器及家電等領域。
Icepak軟件的著名客戶有： 通訊業中的AT&T、Motorola、Aval Communication、Cisco、Fuji Electric、Harris RF Communications、Lucent、Ericsson、Mitsubishi Electric等；
計算機業中的Compaq、HP、IBM、Intel、NEC Engineering、SGI、SGI/Cray、DELL、Apple、Sun等；
汽車及航空電子設備業中的Lockheed Martin Eng&Sci、Boeing、Raytheon TI System、TRW Avionics、Chrysler、Allied Signal等；
自動化儀器儀表業中的Rockwell Automation、Sensormatic Electronics、Eaton、Brooks Automation等；
通用電器及家電業中的Fuji Electric、Sony、3Com、3M、GE、Westinghouse Bettis Labs等。
Icepak作為專業的熱分析軟件，可以解決各種不同級別問題：
系統級(Systems) 電子設備機箱、機柜以及方艙等系統級的熱分析
組件級(Components) 電子模塊、散熱器、PCB板級別的熱分析
封裝級(Packages) 封裝級別的熱分析
展開 看GE如何通過3D打印實現散熱裝置與電路卡共形的復雜幾何形狀
航空電子設備的能力由系統的計算處理能力決定，通常，航空電子系統存在尺寸和重量限制，在發生諸如過熱的熱問題之前，通常情況下，處理器降低計算效率（高達80％），以避免在高環境溫度環境中過熱。如果可以更有效地從系統中除去熱量，則可以保持高效率的計算能力，從而提升航空電子設備的效率，所以說如何提升對電子設備的冷卻能力變得越來越關鍵。
散熱結構一體化實現
目前市場上存在許多傳統的冷卻方法，例如風扇和散熱器，主要用于從電子電路移除熱量并維持電子器件的操作溫度范圍。隨著電子設備不斷改進技術，尺寸不斷縮小同時還增加計算能力和功能，這使得熱管理系統成為關鍵操作元件，而尺寸和重量方面的限制，又對冷卻能力提出的新的挑戰。
根據3D科學谷的市場研究，GE正在通過3D打印技術開發一種新的熱管理系統，這套熱管理系統包括至少一個底盤框架，該底盤框架的構造成使的熱管理系統的熱擴散阻力最小化。底盤框架包括：至少一個底盤主體，至少一個熱循環系統嵌入底盤體內，底盤主體通過3D打印-增材制造技術形成。3D打印還被用來制造帶點陣結構的夾層結構，這些點陣結構提供了更大的表面積用于熱傳輸。
總體來說，GE開發的熱管理系統中的殼體，芯結構通過3D打印-增材制造工藝整體完成。通過3D打印-增材制造技術來制造整個結構，使得散熱裝置實現與電路卡共形的復雜幾何形狀。而且芯結構可以實現沿厚度方向定向的不均勻芯。
圖片：3D打印的點陣結構
通過應用3D打印技術，降低了熱傳導路徑的熱阻，同時保持或降低了系統的重量。根據3D科學谷的了解，GE所開發的熱管理系統的技術特點包括重量輕、熱阻低、形狀不受限制，結構一體化等優點。在商業方面的突出優勢包括可實現定制化設計、更低的制造價格、更多的功能以及相同體積的更多熱元件。
展開 ICEPAK 4.3 中文練習教程
ICEPAK做為專業的熱分析軟件，可以解決各種不同尺度級別的散熱問題：
環境級 —— 機房、外太空等環境級的熱分析
系統級 —— 電子設備機箱、機柜以及方艙等系統級的熱分析
板級 —— PCB板級的熱分析
元件級 ——電子模塊、散熱器、芯片封裝級的熱分析
ICEPAK的應用領域
ICEPAK軟件廣泛應用于通訊、航天航空電子設備、電源設備、通用電器及家電等領域。
ICEPAK軟件的著名客戶有，通訊業中的華為、中興、上海阿爾卡特-貝爾、施耐德電氣、UT斯達康、愛立信、上海GE、華為3com、AT&T、Motorola、Aval Communication、Cisco、Fuji Electric、Lucent、Mitsubishi Electric等；計算機業中的Compaq、HP、IBM、Intel、NEC、SGI、SGI/Cray、DELL、Apple、Sun等；航天航空電子設備中的西南電子研究所、石家莊通信技術所、南京電子信息研究所、廣州通信技術研究所、航空雷達研究所、航空飛行控制研究所、航天計算機所、西安電子設備研究所、咸陽電子設備研究所、北京電子科學院、中科院電子所、Lockheed Martin、Boeing、TRW Avionics、Chrysler、Allied Signal等；通用電器及家電業中的Fuji Electric、Sony、3Com、3M、GE等。
快速幾何建模
友好界面和操作——完全基于Windows風格的界面。
展開 